无线异构网络融合的研究现状分析

目前，异构网络之间的互连互通与简单协作已经开始在实际应用中推广，如WCDMA与GSM之间的用户业务切换等。在网络从“协作”向“复合”的演进过程中，关于网络复合方面的研究逐步深入。

欧洲在2001年提出了复合可重构无线网络的概念。欧洲从IST FP5就开始对其进行前期研究，在IST FP6（2002～2006）中正式展开对复合可重构网络的广泛研究工作，目前IST FP7也正在对其进行更加深入的探讨^[3]。目前对于复合可重构无线网络已经开展的研究主要涉及网络体系结构、无线系统管理、业务提供、端-端可重构、安全性、无线资源分配、接入控制和移动性管理等诸多方面^[5]。

IST FP5中对网络复合和终端可重构进行了初步的研究，从不同角度展开了相关的科研项目，主要有：SCOUT（Smart user-centriC cOmmUnication environmenT）^[6]、MOBIVAS（Downloadable Mobile Value-Added-Services through Software Radio and Switching Integrated Platforms）^[7]、CREDO（Composite Radio and Enhanced service Delivery for the Olympics）等。SCOUT项目^[6]研究重点是在基于IP的移动网络中，设计可重构移动设备的模型，它提出了在多种无线接入技术环境中进行终端重构智能化管理的概念。MOBIVAS项目^[7]着重于端到端重构业务方面的研究设计工作，它通过对网络体系结构和业务实现要求的分析，提出了一种包含重构控制和业务提供的管理器原型。MOBIVAS原型的突出特点是它特别考虑了用户注册、软件下载安全性，以及多个运营商、服务提供商之间的收入分配问题。CRE-DO项目定义了一种复合网络环境中流量负载分布和业务传送的管理体系结构，提出了一种网络接入协调协议，用于支持用户无线通信业务保持“始终最好的连接（Always Best Connected）”。

IST FP6（2002～2006）正式启动对复合可重构网络的全面研究工作，建立了复合网络的体系框架，明确了复合可重构网络的研究目标和具体科研内容。相关研究项目则包含AN（Ambient Net-works）、WINNER（Wireless world INitiative NEwRadio）^[8]和E2R（End-to-End Reconfigurability）^[9]。AN项目的研究目标是实现低成本、可扩展的无线网络复合，并且使得无线通信业务更加丰富，更易于用户选择和使用所需的通信服务。该项目中包含了复合、可重构、移动网络组件管理等方面。研究重点包括：通过联合无线资源管理（JRRM）功能来实现多个RAT（无线接入技术）网络之间的合作，促进复合网络中的负载均衡，多个网络之间业务平台和应用的合作依赖于可扩展的、安全的接口。2003年启动，由全球41个研究机构、公司和运营商参与的欧盟FP6综合项目“WINNER”^[8]，是基于中继的（Relay-Based）无线移动宽带系统，意在分析和评估各种宽带移动通信技术，定义泛在无线接入系统（Ubiquitous Radio Access System）所需要的空中接口和网络技术，研究灵活有效的频谱使用和频谱共享方法，以及无线异构网络的复合。随后，欧盟FP6于2004年1月1日启动了以“B3G移动和无线系统及平台”为目标的综合项目“端到端可重构（End-to-End Reconfigurability，E2R）”^[9]，旨在全面开发由数字系统（例如蜂窝网络、固定接入网络、WLAN和WiMAX网络）构成的无线生态环境（Radio Eco-space）的多样性好处，目标是设计、发展、试验和展示可重构设备及系统支撑功能的体系结构设计，为异构系统环境中的用户、应用和服务提供商、运营商及管理者提供广泛的操作选择。在为期两年的第一期成功实施的基础上，2006年1月1日启动了E2R项目的第二期（E2RⅡ），进一步研究端到端智能可重构管理。E2RⅡ力图通过演示和验证，为用户提供基于复合可重构网络系统的真正无缝通信体验。它提出建立复合网络环境中具有自适应性的协议栈、提供更加灵活的业务应用、消除各种硬件/软件技术之间以及各种应用和业务之间的隔阂，并且申请了一些关于可重构无线电、可重构计算、有效资源管理，以及自学和感知机制等方面的创新成果专利^[10-13]。(www.xing528.com)

美国电气和电子工程师学会（IEEE）在出版期刊中以大量篇幅显示了对欧盟项目研究进展的极大关注，主要包括2003年7月和2004年5月推出的IEEE Communication Magazine专辑“Composite Reconfigurable Wireless Networks：The EU R&D Path Toward 4G”^[1，14]，以及2006年6月的IEEE Wireless Communications专辑“A European Perspective on Composite Reconfigurable Radio Networks”^[15]。已经发表的相关文献中介绍了欧盟对复合可重构网络的研究状况，以及科研项目的进展情况，也提供了一些关键问题的解决思路。但是，由于欧洲对于复合可重构网络的研究也正在进行中，对于很多研究内容还没有形成统一的成熟看法，对于一些关键性技术的解决方案也并未公布。

与FP6项目密切合作的无线世界研究论坛（Wireless World Re-search Forum，WWRF）^[16]一直致力于协调多个国家的重要研究组织（包括日本MITF、欧洲UMTS论坛、韩国NGMC论坛和我国FuTURE项目）的无线技术观念，努力形成不同国家之间对于未来无线通信发展的共识。WWRF第六工作组（Work Group 6，名为Reconfigu-rability）^[17]一直在研发多种无线技术的共存和合作关系。它的研究主题涉及可重构平台及其管理、灵活的频谱和无线资源管理、软件无线电和灵活的空中接口、感知无线电、感知无线网络、自动计算、业务设计等。此外，标准化组织国际电信联盟（ITU）^[18]和3GPP也提出了复合可重构无线环境下网络管理方面的方案。

因此，复合可重构网络的研究在世界范围内引起了广泛的关注。在美国，虽然没有明确针对复合可重构网络的科研机构，但是很多研究工作也是与复合可重构密切相关的。例如美国国防部高级研究计划局（US-based Defense Advanced Research Projects Agency，DAR-PA）的下一代通信（neXt Generation communications，XG）项目^[19]正在做关于动态频谱管理机制的研究，频谱的灵活利用也是复合可重构网络中一个重要的研究内容。在亚洲地区，日本和韩国也都在跟踪欧洲关于复合可重构网络研究的进展情况，并且开始从事一些相关的研究工作。目前，国内针对复合可重构网络的研究还比较少，只有少数大学和科研机构的实验室在做相关的工作，但是并没有引起广泛的重视，研究成果也比较少。